CN201505857U - 一种带有珩磨主动测量仪的数控卧式珩磨机 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于管件加工设备领域，特别是涉及一种能够自动检测工件内孔直径尺寸从而提高珩磨精度的卧式珩磨机。其特征在于：在珩磨头磨杆上靠近珩磨头的地方安装测量头，在测量头上安装测量喷嘴，联接环，测量用气源；测量头通过气电转换器、主动测量控制仪与计算输入控制单元的一个信号输入端相连接；气电转换器同时还通过过滤稳压装置与气源相连接。本实用新型的目的在于解决目前的珩磨机不能实现对被加工工件内孔直径尺寸进行精确控制的问题，改善内孔尺寸和形状误差。

Description

一种带有珩磨主动测量仪的数控卧式珩磨机

技术领域：本发明属于管件加工设备领域，特别是涉及一种能够自动检测工件内孔直径尺寸从而提高珩磨精度的卧式珩磨机。

背景技术：珩磨加工为传统的内孔精加工技术。所谓珩磨，是指带有珩磨条的珩磨头一边旋转一边做往复运动，并使珩磨条以一定压力压向工件被珩磨表面，从而对工件的尺寸、形状、表面粗糙度进行修正的一种加工方法。

国内目前生产的珩磨机，由于磨头的转速可调，因此可以实现在可调控的恒定压力下进行自动珩磨。但其实现自动控制方面都是针对磨削的行程、磨削的次数等方面来考虑的，所以对被加工工件内孔直径尺寸无法自动测量，由此导致工件内孔直径尺寸的精度无法控制，因此该相技术尚有改进及提高的空间。

发明内容：

发明目的：本发明提供一种带有珩磨主动测量仪的数控卧式珩磨机，其目的在于解决目前的卧式珩磨机不能实现对工件内孔直径精确加工的问题。

技术方案：本发明是通过以下技术方案实现的：

一种带有珩磨主动测量仪的数控卧式珩磨机，它主要包括工件驱动电机，与工件驱动电机通过皮带相连的卡盘，珩磨头磨杆，设置在珩磨头磨杆内的芯杆，在珩磨头磨杆的一端设有芯杆驱动装置，在珩磨头磨杆的另一端设有带砂条的珩磨头，珩磨头磨杆设置在托载小车上，其上设有磨杆驱动装置，其特征在于：在珩磨头磨杆上靠近珩磨头的地方安装有测量头，在测量头上安装有测量喷嘴，联接环，测量用气源；测量头通过气电转换器、主动测量控制仪与计算输入控制单元的一个信号输入端相连接；气电转换器同时还通过过滤稳压装置与气源相连接；计算输入控制单元的第二个信号输入端与工件驱动电机、托载小车上磨杆驱动装置的输出功率端子相连接，计算输入控制单元的信号输出端与芯杆驱动装置相连接。

测量头可以安装在珩磨头的两边，此时珩磨头的轴部与测量头之间为浮动联接；也可以将珩磨头本身作为测量头，此时需要将测量喷嘴设置在砂条之间，同时在珩磨头的旋转轴上设置高精度导流环。

测量喷嘴的表面须低于砂条的表面。

珩磨头应与气电转换器的规格相匹配，即珩磨头的测量范围也就是气电转换器的线性范围。

气电转换器应设置在珩磨头附近，同时远离振动源。

本发明的优点及效果：

1.本珩磨机为机械、前驱式，其目的在于在磨削过程中，不仅效率高，又消除了磨杆及芯杆在磨削中对磨削力(矩)的不利影响，为实现数控自动化提供前题，即磨削力(矩)与砂条进给成线型关系。

2.本技术在磨削过程中，对磨削力(矩)进行全程、动态、定量监控，经建立数学模型后实现最佳磨削。

3.本技术在珩磨过程中，全程、动态、定量、准确监控磨削力(矩)，其自动磨削是在最佳磨削状态下进行，屏幕显现直观、清楚，操作便捷。

4.通过对砂条进给调控来满足磨削力(矩)要求，从而实现在最佳状态下自动磨削。

5、通过安装主动测量仪来实现对被加工工件的在线检测，实现对内孔直径尺寸的精确控制。

附图说明：图1为本发明的整体结构示意图；

图2为珩磨头部分的结构示意图；

图3为珩磨主动测量仪系统示意图。

图4为带非旋转测量头的珩磨头的结构示意图。

图5为带旋转测量头的珩磨头的结构示意图。

具体实施方式：

图中的标注1、工件驱动电机，2、皮带，3、卡盘，4、工件，5、珩磨头，6、砂条，7、珩磨头磨杆，8、芯杆，9、芯杆驱动装置，10、磨杆驱动装置，11、托载小车，12、计算输入控制单元，13、砂条架，14、珩磨头芯，15、测量头，16、测量喷嘴，17、联接环，18、测量用气源，19、高精度导流环，20、气电转换器，21、主动测量控制仪，22、过滤稳压装置，23、气源。

珩磨机的结构原理如图1、2所示，工件驱动电机1通过皮带2带动卡盘3，使工件4旋转，磨杆驱动装置10通过托载小车11使珩磨头磨杆7作往复运动，从而实现了珩磨的基本动作要求。砂条6的进给是芯杆8由芯杆驱动装置9的向前推进，并使珩磨头磨杆7与芯杆8作相对运动而使砂条6被顶起，从而完成了整个磨削过程。

本发明是在现有珩磨机的基本结构上，增加了一个主动测量装置，从而对被加工工件4的内孔直径尺寸进行精确控制。如图1、3、4、5所示，在珩磨头磨杆7上靠近珩磨头5的地方安装有测量头15，在测量头15上安装有测量喷嘴16，联接环17，测量用气源18，测量喷嘴16对工件4内孔直径尺寸的变化进行测量，当工件4内孔直径尺寸变大时，测量喷嘴16和工件4内孔表面之间的间隙也随之增大，此时测量喷嘴16喷向工件4内孔表面的气体压力必定产生变化，将此变化输入气体转换器20转换成电量的变化，再输入主动测量控制仪21，经判断后向计算输入控制单元12发出信号以控制珩磨头5的动作；当达到所需内孔直径尺寸时，计算输入控制单元12可以做出及时判断，从而停止在该位置的磨削动作。

根据测量头15的安装方式，可以将珩磨头5分为两种，其结构如图4、5所示，图4为带非旋转测量头的珩磨头的结构示意图，测量头15安装在珩磨头5的两端，珩磨头5轴部和测量头15为浮动联接，在珩磨头5旋转时测量头15不旋转，只伴随珩磨头5做上下运动，测量头15反复插入、推出工件4，对工件4的内孔直径进行间断的测量，此时珩磨头5的行程要增加一端测量喷嘴16进入工件4内孔的距离。

图5为带旋转测量头的珩磨头的结构示意图，将珩磨头5本身作为旋转式测量头，在珩磨头5的砂条6之间设有测量喷嘴16，在珩磨头5旋转和上下运动的过程中，珩磨头5一边加工，测量喷嘴16一边对工件4的内孔直径尺寸进行测量。使用这种旋转测量头需要在珩磨头5的旋转轴上安装一个把测量用气源18供给测量喷嘴16的高精度导流环19，以使测量用气源18入口固定不动，而气源能不间断的供给旋转中的测量喷嘴16。

不论采用哪种安装方式，测量喷嘴16的表面均必须低于砂条6的外径表面，以避免测量喷嘴16表面受到磨损，此段距离称为下沉量。

为保证珩磨的加工精度，要求气源23的压力不低于0.7MPa，经过滤稳压装置22过滤后测量用气源18的压力不低于0.4MPa，具体压力大小根据气电转换器20的工作压力而设定。

本发明人以往曾经将计算输入控制单元12的信号输入端只连接在工件驱动电机1的输出电流端子上，用工件驱动电机1的输出电流进行计算被加工工件的磨削力，这种方法会经常出现抱车现象，并且次品率很高，经调整为将计算输入控制单元12与工件驱动电机1、芯杆驱动装置9、托载小车11上磨杆驱动装置10的输出功率进行检测，计算被加工工件的磨削力，解决了上面出现的问题。

Claims (5)

1.一种带有珩磨主动测量仪的数控卧式珩磨机，它主要包括工件驱动电机(1)，与工件驱动电机(1)通过皮带(2)相连的卡盘(3)，珩磨头磨杆(7)，设置在珩磨头磨杆(7)内的芯杆(8)，在珩磨头磨杆(7)的一端设有芯杆驱动装置(9)，在珩磨头磨杆(7)的另一端设有带砂条(6)的珩磨头(5)，珩磨头磨杆(7)设置在托载小车(11)上，其上设有磨杆驱动装置(10)，其特征在于：在珩磨头磨杆(7)上靠近珩磨头(5)的地方安装有测量头(15)，在测量头(15)上安装有测量喷嘴(16)，联接环(17)，测量用气源(18)；测量头(15)通过气电转换器(20)、主动测量控制仪(21)与计算输入控制单元(12)的一个信号输入端相连接；气电转换器(20)同时还通过过滤稳压装置(22)与气源(23)相连接；计算输入控制单元(12)的第二个信号输入端与工件驱动电机(1)、托载小车(11)上磨杆驱动装置(10)的输出功率端子相连接，计算输入控制单元(12)的信号输出端与芯杆驱动装置(9)相连接。

2.根据权利要求1所述的一种带有珩磨主动测量仪的数控卧式珩磨机，其特征在于：其中测量头(15)可以安装在珩磨头(5)的两边，此时珩磨头(5)的轴部与测量头(15)之间为浮动联接；也可以将珩磨头(5)本身作为测量头，此时需要将测量喷嘴(16)设置在砂条(6)之间，同时在珩磨头(5)的旋转轴上设置高精度导流环(19)。

3.根据权利要求1所述的一种带有珩磨主动测量仪的数控卧式珩磨机，其特征在于：测量喷嘴(16)的表面须低于砂条(6)的表面。

4.跟据权利要求1所述的一种带有珩磨主动测量仪的数控卧式珩磨机，其特征在于：珩磨头(5)应与气电转换器(20)的规格相匹配，即珩磨头(5)的测量范围也就是气电转换器(20)的线性范围。

5.根据权利要求1所述的一种带有珩磨主动测量仪的数控卧式珩磨机，其特征在于：气电转换器(20)应设置在珩磨头(5)附近，同时远离振动源。

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